Os buracos negros são objetos espaciais de densidade tão formidável que nem mesmo a luz consegue escapar de suas “garras gravitacionais” extremas. Mas só porque eles são invisíveis não significa que não possamos encontrar maneiras de observá-los.
Desta vez, os astrônomos mapearam os contornos de um vórtice supermassivo na galáxia IRAS 13224-3809, encontrado na constelação de Centaurus, a cerca de 1 bilhão de anos-luz da Terra.
Para conseguir isso, os pesquisadores usaram observações de um buraco negro de acreção feito pelo observatório de raios-X da Agência Espacial Europeia (ESA) XMM-Newton.
É assim que funciona a acreção: conforme a matéria no espaço é atraída pelo buraco negro, ela atinge velocidades tão altas que o material em espiral se aquece, atingindo temperaturas de milhões de graus (e até mais).
Este vórtice superaquecido cria radiação que pode ser detectada por telescópios espaciais quando os raios X colidem e refletem as partículas de gás nas proximidades do vórtice.
Cientistas dizem que observar essas interações é análogo a ecos, e da mesma forma que reverberações de som podem nos informar sobre a forma e estrutura de espaços tridimensionais, de modo que 'ecos de luz' também podem revelar a forma invisível de buracos negros supermassivos.
Um buraco negro alimentando-se do gás circundante, com vibrações coronais. (ESA)
“Da mesma forma, podemos observar como os ecos de raios-X se propagam nas proximidades do buraco negro para mapear a geometria da região e o estado do aglomerado de matéria antes que ele desapareça na singularidade”, explica o astrofísico William Allston da Universidade de Cambridge.
“Parece um local de eco cósmico.”
A técnica chamada mapeamento de reverberação de raios X não é nova, mas está evoluindo. Os ecos de luz foram recebidos por Ollston e sua equipe em mais de 23 dias de observação do IRAS 13224-3809.
Ao fazer isso, eles viram algo que não esperavam ver: a corona do buraco negro – uma região de elétrons muito quentes pairando sobre o disco de acreção do objeto – explodiu rapidamente, seu brilho mudou 50 vezes em apenas algumas horas.
“Conforme a coroa é redimensionada, o eco da luz muda, como se o teto de uma casa estivesse se movendo para cima e para baixo, mudando o som da sua voz”, diz Alston.
“Rastreando o eco da luz, fomos capazes de ver essa corona em mudança e – ainda mais interessante – obter valores muito melhores para a massa e rotação do buraco negro do que poderíamos ter determinado se a corona não tivesse mudado de tamanho.”
Este vislumbre do buraco negro supermassivo IRAS 13224-3809 pode ser sem precedentes em termos de detalhes.
Os pesquisadores agora esperam usar o mesmo método para estudar a física dos buracos negros em muitas outras galáxias distantes. Centenas de buracos negros supermassivos estão dentro do alcance de XMM-Newton e mais aparecerão quando o satélite Athena da ESA entrar em órbita em 2031.
O que esses vórtices giratórios nos dizem ainda está para ser visto, mas parece que estamos à beira de algumas descobertas incríveis.
As descobertas são reportadas à Nature Astronomy.
Fontes: Foto: ESA
